中國粉體網(wǎng)訊  高純石英是電子、光源、光通訊、光伏、半導(dǎo)體、光學(xué)等現(xiàn)代高新技術(shù)光電子產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。近年來，國內(nèi)高純石英資源和選礦技術(shù)均有一定突破，實(shí)現(xiàn)4N8級以下高純石英國內(nèi)資源替代，但4N8及以上高純石英依然依賴進(jìn)口。

來源：神匯硅材

而高純石英制備成功與否的關(guān)鍵，50%取決于礦的成因，50%取決于提純技術(shù)，因此要根據(jù)不同的礦的成因，設(shè)計(jì)不同的提純方法和工藝。而高純石英原料礦床有著多種成因類型，進(jìn)行原料礦床成因研究，有利于了解原料的流體類型以及何種溫度壓力條件會更利于石英的提純。

石英的礦物學(xué)特征

石英是由硅原子和氧原子組成的架狀結(jié)構(gòu)的氧化物礦物，廣泛存在于巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖及熱液脈中，是自然界最常見造巖礦物之一，通常是指α-石英（低溫石英，三方晶系）。石英的同質(zhì)多像變體還包括β-石英（高溫石英，六方晶系）、磷石英、方石英、柯石英等，石英礦物至少有14種變種，占地殼總量12.6%，是地殼中的主要造巖礦物之一。石英礦物形成溫度區(qū)間很大，在不同的壓力和溫度下形成的石英對應(yīng)于不同的地質(zhì)作用。如，高溫高壓下形成的柯石英對應(yīng)于超高壓變質(zhì)作用，低溫低壓則形成熱液石英等。

天然石英礦物根據(jù)成因類型可以分為巖漿型、變質(zhì)型和水熱生長型，石英礦床形成時(shí)，溫度和壓力對石英質(zhì)量有重要影響，特別是在石英形成后期，高溫高壓作用有利于石英晶粒內(nèi)部雜質(zhì)向晶界邊緣或微細(xì)包裹體中遷移，且形成的石英中流體包裹體含量較少，可能具備加工為高純石英的潛力。巖漿型花崗偉晶巖石英是高溫巖漿緩慢結(jié)晶而成，巖漿溫度高冷卻時(shí)間長，石英體系中雜質(zhì)易析出，因而巖漿巖型花崗偉晶巖中的石英純度極高，氣液包裹體極少，可能會被加工為高純石英。

石英的雜質(zhì)元素賦存形式

天然石英礦物中雜質(zhì)元素的主要賦存形式有：表面吸附、礦物包裹體、氣液包裹體、晶格雜質(zhì)等。

石英礦物表面的吸附雜質(zhì)通常粒度較粗，通過物理提純幾乎可以全部去除；礦物包裹體中包含眾多的雜質(zhì)元素，由于其嵌布粒度細(xì)，被石英緊密包裹，在現(xiàn)有工藝條件下很難除凈，對石英最終提純品級影響非常大；石英礦脈發(fā)育過程中，地殼抬升或沉降運(yùn)動會將部分雜質(zhì)裹挾進(jìn)石英巖內(nèi)部，形成氣液包裹體類雜質(zhì)，在高純石英材料的生產(chǎn)加工中需要嚴(yán)格控制原料中的氣液包裹體雜質(zhì)的總量，以確保高純石英成品質(zhì)量合規(guī)；而賦存于石英晶體結(jié)構(gòu)中的微量元素因受到硅氧四面體的束縛而很難被活化，利用常規(guī)的選礦技術(shù)（磁選、浮選、酸浸）難以實(shí)現(xiàn)有效的分離，石英中的晶格雜質(zhì)需要破壞石英晶格才能除掉，是最難除掉的雜質(zhì)種類，也是目前高純石英研究主要關(guān)注雜質(zhì)種類。

高純石英的加工提純

確定好原料礦床的性質(zhì)，就可以有針對性的選擇提純工藝對石英進(jìn)行提純。將石英礦加工為高純石英就是盡可能分離出石英原料中各種雜質(zhì)的過程。首先粉碎分級使石英礦物與脈石礦物單體解離并得到相應(yīng)粒級的石英顆粒，之后再根據(jù)石英中雜質(zhì)元素賦存狀態(tài)選擇有針對性的加工技術(shù)使獨(dú)立礦物雜質(zhì)、包裹體雜質(zhì)和晶格雜質(zhì)與石英有效分離。

現(xiàn)階段礦物提純工藝有：研磨、分選、磁選、重選、電選、浮選、酸洗、酸浸、加熱、氯化焙燒等礦物提純工藝，每一個(gè)工藝環(huán)節(jié)都至關(guān)重要，每個(gè)工藝環(huán)節(jié)都需要注意很多細(xì)節(jié)，如酸洗過程中，要根據(jù)不同的二氧化硅，選擇不同濃度的化學(xué)方法、不同時(shí)間、不同溫度，主要考慮酸性、氧化性、活性、鈍化性；在氯化過程，要控制好氯化的溫度、時(shí)間和氣體濃度。

2024年11月21-22日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“2024（第八屆）全國石英大會暨展覽會”將在江蘇徐州召開，江蘇省高純石英工程研發(fā)中心主任、神匯科技技術(shù)總監(jiān)陳懷斌將做《高純石英砂提純工藝與注意細(xì)節(jié)》的報(bào)告。屆時(shí)，他將結(jié)合多年高純石英從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)解讀高純石英提純理念以及在高純石英提純時(shí)需要注意的種種細(xì)節(jié)。

參考來源：

陳懷斌.礦源晶體結(jié)構(gòu)與提純工藝應(yīng)用

施婭穎.高純石英的雜質(zhì)類型及深度提純技術(shù)研究進(jìn)展

趙海波.天然石英礦物微量元素賦存特征研究進(jìn)展及對高純石英找礦的指示

馬超等.高純石英原料礦物學(xué)特征與加工技術(shù)進(jìn)展

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除！